Dufresne es un ingeniero parisino que durante un viaje por las provincias pierde su tren. Para pasar la tarde decide entrar en un café cantante, dónde coincide que esa noche actúa la cantante Zazà. Tras la actuación logra entablar contacto con ella y entre ambos explota la pasión. Tras unos días, Dufresne se ve obligado a retomar sus obligaciones, aunque promete a Zazà que volverá.
Impaciente por no ver al hombre que ama, la cantante toma un tren a París, dónde descubre que su amado ya está casado y tiene una hija.